题目内容
【题目】如图所示,足够长的光滑水平面与半径为R的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接,质量为m的小球A从圆弧最高点M由静止释放,在水平面上与静止的小球B发生弹性正碰。已知重力加速度为g,两小球均可视为质点,试求:
(1)小球A刚好到达圆弧轨道最低点N时,小球对轨道的压力大小;
(2)若要求两球发生二次碰撞,求小球B的质量mB应满足的条件.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)设小球A到达N点时的速度为v,根据机械能守恒定律得:
在N点处:
联立解得F=3mg
由牛顿第三定律得:小球对轨道压力为F’=F=3mg
(2)A与B发生弹性碰撞,设碰后速度为
由动量守恒有:
由机械能守恒有:
解之得
要使两球发生二次碰撞,则有 , vB<-vA
联立解得: mB>3m
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